DEFICIÊNCIA HÍDRICA EM FEIJOEIRO.
III. EVAPOTRANSPIRAÇÃO MÁXIMA E RELAÇÕES COM A EVAPOTRANSPIRAÇÃO CALCULADA PELO MÉTODO DE PENMAN E COM A EVAPORAÇÃO DO TANQUE 'CLASSE A" 1
HOMERO BERGAMASCHI2, HAMILTON J. VIEIRA3,
PAULO L. LIBARDI,
josÉ
C. OMETTO e LUIZ R. ANGELOCCI4RESUMO - Em experimento de campo conduzido em Piracicaba, SP, com latitude de 22 043'30" sul e alti-tude de 576 m, foram determinadas a evapotranspiração máxima (ETm) ao longo do ciclo do feijoeiro
(Phaseo/us vu/garis L.) e as suas relações com a evapotranspiração calculada pelo método Pcnman (Kci ETmJETo) e com a evapotranspiração de tanque "classe A" não corrigida (Kc2 = ETm/Eo). A cultivar Aroana 80, de hábito de crescimento indeterminado arbustivo, tipo II segundo a classificação do dAT, foi semeada em 7,7, 22.7 e 4,8.83. Em subparcelas de 30 mx 20 m, foi determinada a evapotranspiração da cultura pelo cálculo do balanço hídrico do solo, na condição de potencial da água acima de -0,05 MPa em todo o perfil do solo. A ETm média do feijoeiro foi de 3,8 mm,dia 1, ou seja, em tomo de 360 mm, da se-meadura à maturação fisiológica. Porém, a ETm variou de 2,4 mm.dia" da sese-meadura à emergência a 5.0 mmd,a'1 na floração. Os coeficientes Kci e Kc2 estiveram ao redor de 0,6 e 0,5, respectivainente, no início do ciclo, aumentaram para 1,4 e 1,1 durante afloração, e tenderam aos valores iniciais no final do enchi. mento de grãos. As médias por subperíodos dos coeficientes Kc estiveram altamente correlacionadas com as médias do índice de área foliar (L). Modelos quadráticos, com constante negativa para o termo L2, tenderam a se ajustar melhor para explicar as variações dos ICe em função do índice de área foliar.
Termos para indexação: Phaseolus vuigaris, coeficiente de cultura
WATER OEFICIT IN COMMON BEANS. H. MAXIMUM CROP EVAPOTRANSPIRATION AND ITS RELATIONSHIP WITH EVAPOTRANSPIRATION BY THE PENMAN METHOD
AND "CLASS A" PAN EVAPORATION
ABSTRACT - Maximum evapotranspiration (ETn) ar common beans (Phaseolus vu/garis Lj and ts re!ationship wilh evapotranspiration calculaled by tho Penman method (Kc, = ETmIETo) and noneorrected "class A" pan evaporation (Kc2 = ETm/Eo) were quantified ina field experiment conducted aI Piracicaba, SP, 2243'30" soulh latitude and 576 m altitude, in 1983. Cornmon beans cv. Aroana 80, type 1 (dAT ciassification) was sown in three planling dates: July 7, Juty 22 and Augusl 4. Maxirnum crop evapotranspiration was calcutated by lhe soil water balance method, in a spiit-pPol design, in ptots 0130 mx 20 m, with sou water potential over -0,05 MPa during ali the crop cycle. Mean ETm aI 3,8 mm.day and total ETm ai around 360 mm occurred from sowing to physiolopical maturity. However, ETm increased Iran 2,4 mm.day at the sowing-emergence period 105,0 nm.day during fiawering. Eariy in the crop cycie, Xc, and Kc2 coefficients were around 0.6 and 0,5, increased up to 1,4 and 1,1 by flowering, and decreased to the initiai valoes by lhe end ai the grain fiihng period. Mean Kc coefficients ol each subperiod were highty eorrelated with mean vaiues ar leal area index (L). Ouadratic mathematic models. with negative constant lar the L2 temi, appeared to eslimate better the Xc variations in response lo the L variations.
Index terms: Phaseo/us vu/garis, crop coefficient INTRODUÇÃO
j4 evapotranspiração máxima (evapotranspiração sob condições de ótima disponibilidade de água no solo), ao longo do ciclo de uma cultura, é parâmetro
Aceito para publicação em 10 de maio de 1988.
Parte da Tese de Doutorado do primeiro autor, ESALQ/USP; nov.184.
Eng. - Agr., Dr., Fac. de AgroníUniversidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Caixa Postal 776, CEP 90001 Porto Alegre, RS. Bolsista do CNPq.
Eng. . Agr.. M.Sc., Empresa Catarinense de Pesquisa Agropecuária (EMPASC), Caixa Postal D-20, CEP 88000 florianópolis, SC.
Eng. - Agr.. Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" (ESALQ)/USP. Caixa Postal 9, CEP 13400 Pi-racicaba, SP.
da maior importância no sentido de melhor ade-quá-la ou manejá-la sob o ponto de vista hídrico. Entretanto, sabe-se que o consumo de água de uma espécie cultivada, mesmo submetida a suprimento adequado de umidade no solo, varia muito entre lo-cais, anos e épocas de semeadura. Essas variações são decorrentes das características da própria cultura e, principahnente, da demanda evaporativa da at-mosfera. A quantidade de energia solar interceptada e as condições do ar em contato com as plantas (temperatura, umidade e velocidade do vento) são os principais responsáveis pela variação da evapotrans-piração máxima de uma cultura de um local para ou-tro e de um período a ouou-tro (Monteny 1972, FAO 1975).
388
H. BERGAMASCLI1 et ai.
Para o caso do feijoeiro, a FAO
(1975)
relatou
resultados experimentais segundo os quais a
evapo-transpiração total acumulada variou de
250
mm a
400 riam, em função de diferenças nas características
da cultura e do meio. Giralt
(1979)
determinou, na
Costa Rica, evapotranspiração total, no ciclo, de
360
mm a
371
mm, com média diária global de
3,27
mm
a
3,47
mm, em três anos. Neste trabalho, os valores
mais elevados de evapotranspiração ocorreram
du-rante a floração e a frutificação, enquanto os
meno-res cormeno-responderam aos estádios iniciais e finais do
ciclo. Também na Costa Rica, Vega & Cantu
(1982)
determinaram um total acumulado para a
evapo-transpiração do feijoeiro de
212 nun em um ciclo de
95
dias. Em Goiás, Silveira & Stone
(1979)
obtive-ram consumo de água total de
220,5
mm. Também
em Goiás. Steinmetz
(1984)
determinou um consumo
de água total de
363.7
mm para o ciclo do feijoeiro,
com médias diárias variando de
3,44
(para todo o
período vegetativo) a
5,99 mm (durante a floração).
A utilização de coeficientes relacionando a
eva-potranspiração máxima das culturas com fórmulas
ou parâmetros que possam expressar a demanda
evaporativa da atmosfera permite a comparação e
a reprodução dos resultados obtidos em determinado
local e época para outros ambientes nos quais
so-mente sejam disponíveis aqueles dados
meteorológi-cos. A evapotranspiração calculada pelo método de
Penman e a evaporação de tanque "classe A" são os
parâmetros meteorológicos mais amplamente
utiliza-dos e citautiliza-dos na literatura.
Para o feijoeiro, na revisão da FAO
(1975)
são
relatados coeficientes de
0,85
a
1,05, relacionando a
evapotranspiração máxima com a evapotranspiração
de referência baseada no tanque "classe A", da
me-mdc ao final do ciclo. Vega & Cantu
(1982)
deter-minaram, para intervalos sucessivos de
20 dias,
coe-ficientes de
0,26, 0,45, 0,63, 0,70
e
0,60,
para
eva-poração de tanque "classe A". No Brasil, Reichardt
et ai.
(1974)
obtiveram coeficientes variando de
0,5
da semeadura à emergência a
1,5
durante o máximo
desenvolvimento da cultivar Carioca, para a
evapo-transpiração calculada pelo método de Penman, e de
0.5
a
1,4,
respectivamente, para a evaporação de
tanque "classe A" corrigida por um fator de
0,78.
Para a cultivar Goiano Precoce, Encarnação
(1980)
determinou coeficientes variando de
0,7
da
semea-dura à emergência a 1,4 semea-durante a floração, para a
evapotranspiração calculada pelo método de
Pen-man, e de
0,7
a
1,2
nos mesmos subperíodos, para a
evaporação de tanque "classe A" corrigida. Silveira
& Stone
(1979)
também relacionaram a evapotrans-
Pesq. agropec. bras., Brasília, 24(4):387-392, abr. 1989.
piração do feijoeiro com a evaporação do tanque
"classe A", obtendo coeficientes de
0,62
da
emer-gência à floração,
0,77
durante a floração, e
0,38
durante o desenvolvimento dos legumes. Steinmetz
(1984)
obteve coeficientes relacionando a ETm do
feijoeiro com a evaporação do tanque "classe A"
corrigida de
0,69
da emergência ao início da
flora-ção,
1,28
do início ao final da floração, e 1,04 do
fi-nal da floração à maturação fisiológica.
Este trabalho teve como objetivo principal a
de-terminação da evapotranspiração máxima ao longo
do ciclo do feijoeiro, relacionando-a com a
evapora-ção do tanque "classe A" não corrigida e com a
eva-potranspiração calculada pelo método de Penman.
MATERIAL E MÉTODOS
o
experimento foi conduzido no campo, na Escola
Supe-rior de Agricultura "Luiz de Queiróz"íUniversidade de São
Paulo, em Piracicaba, SP. O clima da região é Cwa pela
classificação de lCõeppen, e o solo do local foi classificado
como terra roxa estruturada, série Luiz de Queiróz.
Foi utilizada a cultivar de feijoeiro Aroana 80, de hábito
de crescimento indeterminado arbustivo, do tipo II pela
clas-sificação do dAT. A scmeadura foi feita manualmente, em
sulcos espaçados de 0,50 m, obtendo-se em tomo de 200.000
plantasfha ou lO plantas por metro de fila.
O ensaio completo constou de duas parcelas de 60 m x 30
m, coirespondentes a dois tratamentos de disponibilidade
hí-drica: (1) - irrigado sempre que o potencial da água no solo a
0,15 m de profundidade atingisse -0,05 MPa; (D) - com
defi-ciência hídrica, sem nenhuma aplicação de água durante uma
estiagem de 17 dias, a partir de 25 de setembro. Para este
tra-balho, foram desprezados os resultados relativos ao
trata-mento D, após aplicada a deficiência hídrica.
Dentro de cada parcela, a cultura foi semeada em três
subparcelas, correspondentes a três épocas de semeadura: 7.7;
22.7 e 4.8.83.
A fenologia da cultura foi observada diariamente e
des-crita segundo escala proposta por Centro Internacional de
Agricultura Tropical (1984). Também diariamente, às 7h da
manhã foi medido o potencial da água no solo, em conjuntos
de dez tensiômetros de mercúrio, instalados em
profundida-des de 0,15 m até 1,5 m. Por gravimetria, a umidade do solo
foi medida semanalmente, até 0,75 m de profundidade.
Também semanalmente foi determinado o índice de área
fo-liar em cada tratamento, utilizando-se três repetições de 0,25
m1 de área As respectivas curvas, bem como a fenologia,
foram apresentadas por Bergamaschi et aI. (1988 a).
A evapotranspiração máxima ao longo do ciclo da cultura
foi determinada pelo cálculo do balanço hídrico do solo, no
campo, baseado na lei da conservação das massas, segundo
método descrito por Libardi (1984). A partirde valores
fini-tos, ou totais, em cada intervalo de tempo empregado,
utili-zou-se a fórmula integrada:
ETm = P + 1 ± R ± D ± AA (mm)
em que, em milfmetros, ETm é evapotranspiração máxima;?
é precipitação pluvial; 1 é irrigação; R é escoamento superfi-
DEFICIÊNCIA 1-IÍDRJCA EM FEIJOEIRO. III.
389
cia!; D é drenagem profunda (-) ou ascensão capilar (+) ao fundo do perfil Z;
AA
é variação do armazenamento de água no solo.Dada a pouca declividade do terreno, bem como as difi-culdades de sua estimativa, o escoamento superficial não foi considerado no cálculo.
O cálculo do balanço hídrico foi feito por subparcela, utilizando um perfil de solo até a profundidade de 0,675 m. Os intervalos de tempo para cálculos foram variáveis, princi-palmente em função do regime pluviométrico, sendo de três a seis dias em períodos de pouca ou nenhuma precipitação, ou mais longos em períodos mais chuvosos. Os intervalos foram móveis, com superposição de extremos, quando possível, pan a obtenção de um maior número de pontos determina-dos. Em períodos de intensas e freqüentes precipitações, eles tjveranj que ser mais longos e, às vezes, desprezados alguns dias, para diluir as fontes de erros.
O termo precipitação pluvial foi obtido com dados diários observados em pluviõmctro instalado próximo ao experi-mento.
A
irrigação foi mcdida através de recipientes funcio-nando como pluviômetros, instalados ao longo das subpar-celas e, principalmente, junto aos tensiômetros.O armazenamento da água no solo foi calculado a cada três dias, alterando a freqüência quando valores muito eleva-dos dificultavam a precisão de sua estimativa.
A
partir de da-dos de tensiõmetros, transformada-dos em umidade em base volume, foi utilizada a fórmula:A
=
O.L(mm)em que
A
é armazenamento de água no solo de zero a L;O
é umidade em base de volume média do perfil; L é distância vertical dez = O az = L (675 mm).A
drenagem profunda e a ascensão capilar foi estimada em nível diário, pela equação de Darcy, para a profundidade Z = 0,675 m:D=-K(0)
34h
z
em que D é drenagem profunda (-) ou ascensão capitar (+) em Z; K(0) é condutividade hidráulica do solo em Z, em fun- ção da umidade em base de volume
(0) O
$ é gradiente de potencial hidráulico em Z.O
zhO gradiente de potencial hidráulico foi calculado em computador, a partir das leituras dos tensiômetros localizados às profundidades de 0,60 m e 0,75 m.
A
condutividade hi-dráulica do solo foi estimada com dados de umidade dos mesmos tensiômetros e aplicando a função obtida por Libardi (1978), no próprio local de experimento, em profundidade prdxima a 0.675 m:K(0) = 0,188. e272'590
(O
- 0,367)em que, K(0) é condutividade hidráulica do solo em Z, em função da umidade do solo;
O
é umidade em base de volume. Para cada período de cálculo, após obtido o total de eva-potranspiração mxima da cultura (ETm), foram utilizadas, para os mesmos dias, a evapotranspiração (ETo) calculada pêlo método de Penman (1956) e a evaporação de tanque "ClasseA"
(Eo), e calculadas as razões ETmIETo eETSE0. Desse modo, foram obtidas uma curva com a razão ETmJET0 e uma de ETnVEo, ao longo do ciclo do feijoeiro.
A
partir da curva de ETm/ETo e com os valores diários de ETo, foi determinada a ETm para cada subperíodo e pan to-doo ciclo da cultura. Para o cálculo de ETo, foi empregado o saldo de radiação sobre a própria cultura do feijoeiro. Deta-lhes relativos à obtenção de ETo e Eo foram descritos por Bergamaschi et aI. (1988 b).RESULTADOS E DISCUSSÃO
A evapotranspiração máxima (ETni) e as suas re-lações com a evapotranspiração calculada pelo méto-do de Penman (Kc, = ETm/ETo) e com a evapora- ção de tanque "classe A" não corrigida (Kc2 = ETmJEo) variaram acentuadamente ao longo do ci-cio da cultura (Tabela
1
e Fig. 1 e2).
Tanto valores absolutos de ETm quanto os coeficientesKc
foram baixos no inicio do ciclo, aumentaram com o desen- volvimcnto das plantas e decresceram ao final do ci-clo do feijoeiro.A evapotranspiração máxima, média das três épo-cas de semeadura, foi de
2,4
mm.dia quando era constituída apenas pela evaporação do solo (semea- dura à emergência), aumentou para5,0
mntdia' durante a floração e diminuiu um pouco durante o enchimento de grãos (Tabela 1). Para todo o ciclo da cultura a ETm média foi de3,8
mm.dia', o que corresponde a um total médio em tomo de360
mm. Muito embora seja esperada grande variação destes parâmetros absolutos, entre épocas e locais,em fun- ção das características da cultura e, principalmente, das condições do meio (FAO1975),
nota-se que es-tes resultados são muito aproximados à maioria das médias e totais de ETni encontrados na literatura (FAO1975,
Giralt1979,
Silveira & Stone1979,
Vega & Cantu1982,
Steinnietz1984).
Os
coeficientesKc,
eKca
apresentaram médias em tomo de0,6
e0,5,
respectivamente, no início do ciclo, quando a evapotranspiração consistiu, essen- cialmente, em evaporação da água na superfície do solo e a transpiração não ocorria (até a emergência das plãntulas) ou foi muito baixa (logo após a emer- gência) Com o crescimento das plantas, os coefi- cientes aumentaram, atingindo máximos durante a floração, em torno de1,4
paraKc,
e de1,1
paraKc2.
Ao final do período de enchimento de grãos, ambos os coeficientes decresceram acentuadamente, tendendo aos valores do início do ciclo (Tabela 1 e Fig.1
e2).
As tendências observadas nas variações dos coe- ficientes
Kc,
eKc2
estão de acordo com as descri- ções de Chang(1974)
e FAO(1975). Os
coeficientes390
H. BERGAMASCÍJI et ai,EE
D'AS APÓS A pNERSENCIA
FIG. 1. Relação entre a evapotranspiração máxima do feijoeiro e a evapotranspiração calculada pelo método de Penman (coeliciente Kci), em lrês épo-cas de semeadura em função dos estádios de de-senvolvimento: 6 - semeadura; Vi - emergência; V4 - 3u tolha trifoliolada; Vs - pré-floração (bofóes florais); 86 - início da floração; Ra - inlio de en-chimento de legumes; R9 - maturação fisiofógica. Piracicaba, 1963.
5 Vi A4 5, 44 44 4,
A A A
IDOSO AD 50 40 0 40 ID 451 IV DIAS APÓS A EMERGtNCIA
FIG. 2. Relação entre a evapotanspiração máxima do fei-joeiro e a evaporação de tanque classe A' não corrigida (coeficiente Kc,), em três épocas de se-meadura, em função dos estádios de desenvolvi-mento: 6 - semeadura; Vi - emergência; V4 - 3 folha trifoliolada; Vs - pré-floração (botões florais); Ris - início da floração; Ra - início de enchimento de legumes; Ra - maturação fisiológica. Piracicaba, 1983.
Pesq. agropec. bras., Brasília, 24(4):387-392, abr. 1989.
cncontrados neste trabalho (Tabela 1), com máximos ultrapassando a unidade, são superiores aos citados por Silveira & Stone
(1979)
e Vega & Canta(1982),
e estão no limite superior aos da FAO
(1975);
en-tretanto, são semelhantes a outros determinados no Brasil com feijoeiro (Reichardt et ai.
1974,
Encarna-ção1980
e Steinmetz1984)
e coerentes com coefi-cientes encontrados para outras culturas, coiao milho (Matzenauer etal.1981)
e soja (Berlato et ai.1986),
todos superiores aos recomendados pela FAO
(1975).
Pela Tabela 1, e confrontando a Fig.
3
com asEig. 1 e
2,
verifica-se que as variações dos coefi- cientes Kc acompanharam as variações do índice deárea foliar, em valores mádios. Pela Tabela
2, po-
de-se observar que ambos os coeficientes K. esti- TABELA 1. Evapotranspiração máxima (ETm) do
fei-joeiro; relações com a evapotranspiração calculada pelo método de Penman (Kc1 = ETmIET0) e com a evaporação do tanque "classe A" não corrigida (Kc2 = ETmIEO) e Indices de área roliar (L), em diferentes subperíodos, na média de três épocas de semeadura. Piracicaba, 1983. Subperiod& Duração (dias) ETm (mm,dia) Kc1 Kc2 L S-V1 11 Z4 0,58 0,48 0,00 VI - 20 2,6 0,68 0.56 0,10 - V5 21 3,8 0,94 0,77 0,65 R5 - R6 10 4,5 1,26 1,02 1,50 Ra - Ra li 5,0 1,41 1,07 2,05 - Rg 22 4,8 1,22 0,92 1,38 6- R9 95 3,8 1,00 0,79
6- Semeadura; V, - Emergôncia; V4 36 folha trifoliolada; V5 - Pré-floração (início de botões florais); R6 - Início de floração; R5 - Início de enchimento de grãos; R9 - Matura-çáo fisiológica (dAT 1983).
veram altamente correlacionados com o índice de área foliar (L). Um modelo quadrático se ajustou dç forma significativa para explicar as variações de Kc, em função de L. Para o caso de Kc2, houve tendên-cia quadrática, mesmo sem significântendên-cia estatística, a julgar pelo elevado coeficiente de determinação da função. A tendência dos modelos obtidos, com a constante negativa para o termo quadrático, de-monstra que a evapotranspiração da cultura oscilou em função das variações do índice de área foliar, porém buscando um nível de estabilização a partir de determinado limite, o que seria biologicamente es-perado.
DEFICIÊNCIA HÍDRICA EM FEIJOEIRO. III.
391
TABELA 2. Análise de regressão simples, linear e quadrática, das relações da evapotranspiração máxima (ETm) no
feijoeiro com a evapotranspiração calculada pelo método de Penman (Kc, = ETmIETo) e coma
eva-nção de tanque "classe A" 'aio conigidi (Xc 2 = ETm/Eo), em fueva-nção do índice de área folkar (14, em
dife-restes subirrfodos médias detrês épocas de semeadum.I'imcicaln, 1983.
Fonte de
Número
Erro padrão das constantes
Equação de regressão
Fi
__________________________
variação
pares
a
b
c
l<c,
=
0,633
+
0,404 L
L
254,23"
0,9845
6
0,031
0,025
Kc2
=
0,530
+
0,289 L
L
101,51"
0,9621
6
0,035
0,029
Kc3
=
0.601
+
0,574 L-0,088 L2
L
1663,32"
23,17'
0,9982
6
0,014
0,037
0,018
Kc2
=
0,498
+
0,458 L-0,088 L2
L
235,01"
L2
6,26 NS 0,9677
6
0,026
0,070
0,035
0** significativo ao nível de 1% de probabilidade
* significativo ao nível de 5%de probabilidade;
NS- não-significativo ao nível de 5%de probabilidade.
I'
'i
3,0 o
:
':KT7:1
o
DIAS
após
EMCRGíNCIAFIG. 3. fndice de área foliar do lei joeiro, cultivar Aroana 60,
em três épocas de semeadura, em função dos
está-dios de desenvolvimento: S - semeadura; Vi -
emergência; Va - 3 9 folha tritoliolada; Vs -
pré-flo-ração (botões florais): R6 - início da flopré-flo-ração; Ra -
início de enchimento de legumes; Ra - maturação
fisiolágica. Piracicaba, 1983.
CONCLUSÕES
1. A
evapotranspiração máxima (ETm) média do
ciclo do feijoeiro foi de
3,8
mm.dia, totalizando em
torno de
360
mm, da semeadura à maturação
fisioló-gica.
A
ETm variou de
2,4
mm.dia, da semeadura à
emergéncia a
5,0
mm.dia,durante a floração.
2. Os
coeficientes relacionando ETm com a
eva-potranspiração calculada pelo método de Penman
(Cc,) e com a evaporação do tanque "classe
A"
não
corrigida (Kc 2
)
foram, respectivamente, próximos a
0,6
e
0,5
no início do ciclo, aumentaram para
1,4
e
1,1
durante a floração, e tenderam aos valores
ini-ciais no final do enchimento de grãos.
3. As
médias por subperíodos dos coeficientes Kc
estiveram altamente correlacionadas com as médias
do índice de área foliar
(L):
modelos quadráticos
com constante negativa para
L2
tenderam a se
ajus-tar melhor para explicar as variações dos
coeficien-tes Kc em função do índice de área foliar.
REFERÊNCIAS
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